一种架空电力线巡检机器人系统技术方案

一种架空电力线巡检机器人系统。其包括线上执行系统、车载式便携基站和地面数据管理中心；其中线上执行系统包括：n型悬挂箱、摄像头、滚轮、防护伸缩轴以及控制驱动装置；车载式便携基站包括远程遥控器和便携式视频终端；地面数据管理中心包括服务器和显示器。本发明专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统的使用效果：实时视频通讯，拍摄具有全方位多角度能力，能够精确检测输电线路锈蚀、断股、损伤等问题。具有自主和遥控双工作模式。自备电池且蓄电能够完成5公里线路行走。平稳运行且具备坡度为15度的爬坡能力。可靠跨越线路上防震锤及杆塔。具备自锁能力，防止意外摔落。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种架空电力线巡检机器人系统。其包括线上执行系统、车载式便携基站和地面数据管理中心；其中线上执行系统包括：n型悬挂箱、摄像头、滚轮、防护伸缩轴以及控制驱动装置；车载式便携基站包括远程遥控器和便携式视频终端；地面数据管理中心包括服务器和显示器。本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统的使用效果：实时视频通讯，拍摄具有全方位多角度能力，能够精确检测输电线路锈蚀、断股、损伤等问题。具有自主和遥控双工作模式。自备电池且蓄电能够完成5公里线路行走。平稳运行且具备坡度为15度的爬坡能力。可靠跨越线路上防震锤及杆塔。具备自锁能力，防止意外摔落。【专利说明】-种架空电力线巡检机器人系统
本专利技术属于电力线路巡检
，特别是涉及一种架空电力线巡检机器人系 统。
技术介绍
对电力系统进行经济的、有效的维护和监测，以保证供给消费者高质量和高可靠 性的电力已经成为当今电力工业最重要的任务。架空电力线可以说是现代社会的生命线， 必须保证其完好不受损坏。但由于其处于野外环境之中，因长期风吹雨淋，常常会导致电 线散股、金具松脱，从而影响正常的电力输送。因此，需要对架空电力线进行定期的巡视， 以检查其状态是否正常并确保能够及时排除故障。 目前，对架空电力线进行巡检的方法主要有两种： (1)目测法：采用肉眼或高倍望远镜对架空电力线进行观测。但如果视线被建筑 物挡住，就无法进行目测，可见，采用目测法工作效率很低，而且此方法劳动强度大，探测精 度低。 (2)航测法：利用直升飞机巡检。尽管这种方法能够对被观察的架空电力线近距 离进行检测，提高了探测效率和精度，但由于架空电力线从观察者或摄录设备的视野中快 速通过，这就增加了技术难度，此外也会带来高额的费用。 而近年来随着移动机器人技术的发展，为架空电力线的巡检提供了新的研究方 向。带电工作的巡检机器人，可以按照设计的固定速度沿架空电力线爬行，通过本身携带的 传感器、摄像仪器可以与地面进行数据的传输，从而实现对架空电力线的检测，当遇到防震 锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等障碍时也可以通过技术手段稳步跨越，从而很大程度上提 高了巡检的工作效率和巡检精度，而且投入的费用不高。因此，研究和设计能作用于架空电 力线的巡检机器人具有重大的意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种架空电力线巡检机器人系统。 为了达到上述目的，本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统包括：线上执行系 统、车载式便携基站和地面数据管理中心；其中线上执行系统包括：n型悬挂箱、摄像头、滚 轮、防护伸缩轴以及控制驱动装置；其中：η型悬挂箱为η字形状的机壳，其中间的开口顶部 设有滚轮，滚轮的下方设有防护伸缩轴；η型悬挂箱的内部安装有控制驱动装置；摄像头包 括分别安装在η型悬挂箱上左右两个边柱下端的视觉传感器，即左摄像头和右摄像头，其 分别与η型悬挂箱内部的控制驱动装置相连接；滚轮由前后排列的前滚轮和后滚轮组成； 前滚轮和后滚轮均为主动滚轮，其与η型悬挂箱内部的控制驱动装置相连接，并能够在其 控制下旋转，从而带动线上执行系统在架空电力线行走；防护伸缩轴为一可伸缩杆，其一端 与η型悬挂箱内部的控制驱动装置相连接，并能够在其控制下伸出或缩进；控制驱动装置 包括：控制部和执行部；其中：控制部包括：主控制器、无线数据收发模块和锂电池组；主控 制器为线上执行系统的核心控制器，其分别与无线数据收发模块和左摄像头相连接，用于 读取左摄像头所采集的图像信息，并通过无线数据收发模块与车载式便携基站实现无线连 接，同时主控制器通过无线数据收发模块接收远程遥控器的遥控指令；锂电池组为线上执 行系统的工作电源，其与主控制器连接，并与本系统中的各用电部件相连接；执行部包括： 电机驱动模块、直流电机组、前置传感器和无线图像收发模块；其中：电机驱动模块为多路 直流电机驱动电路，其分别与主控制器和直流电机组相连接，能够根据主控制器的指令控 制直流电机组中的各直流电机工作；直流电机组由多个直流无刷电动机组成，其分别与前 滚轮、后滚轮和防护伸缩轴相连接，并能够驱动前滚轮、后滚轮和防护伸缩轴完成指定的动 作；前置传感器为位置传感器，安装在η型悬挂箱一侧，并且与主控制器相连接，用于实时 监测线上执行系统的平衡位置；无线图像收发模块为无线数字通信模块，其与右摄像头相 连接，并通过无线的方式与车载式便携基站相连，用于将右摄像头所采集的图像信息传送 给车载式便携基站； 车载式便携基站为巡线机器人系统的地面跟随遥控和实时监控装置，其包括：远 程遥控器和便携式视频终端；远程遥控器能够通过左摄像头采集的图像信息遥控线上执行 系统的动作；便携式视频终端用于接收无线数据收发模块发射的无线视频信息，便于工作 人员实时监控架空电力线及线下通道状况，并能够将无线视频信息通过3G网络传送给地 面数据管理中心； 地面数据管理中心包括服务器和显示器；其中服务器与便携式视频终端通过3G 网络相连接。 在线上执行系统中，所述的左摄像头为可控转轴式摄像头。 在线上执行系统中，所述的右摄像头为球形摄像机。 在线上执行系统中，所述的η型悬挂箱用具有电磁屏蔽作用的材料制成。 在线上执行系统中，所述的主控制器由微控制器芯片构成，采用STM32H03VBT6 微控制器。 所述的便携式视频终端包括：地面控制计算机、遥控装置无线数据收发模块、视频 图像采集模块和无线视频图像接收模块；其中：地面控制计算机用于接收无线数据收发模 块发射的无线视频信息，通过显示器进行显示，并且将接收到的无线视频信息通过3G网络 传送到地面数据管理中心中的服务器，其与遥控装置无线数据收发模块相连接，并通过视 频图像采集模块与无线视频图像接收模块相连接；遥控装置无线数据收发模块以无线的方 式与远程遥控器相连接，用于接收远程遥控器所发出的遥控信号，并传送给地面控制计算 机；视频图像采集模块用于通过无线视频图像接收模块接收右摄像头通过无线图像收发模 块所发送的图像信息，并传送给地面控制计算机。 在车载式便携基站中，所述的地面控制计算机包括键盘和显示器。 本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统的使用效果： 1)实时视频通讯，拍摄具有全方位多角度能力，能够精确检测输电线路锈蚀、断 股、损伤等问题。 2)具有自主和遥控双工作模式。 3)自备电池且蓄电能够完成5公里线路行走。 4)平稳运行且具备坡度为15度的爬坡能力。 5)可靠跨越线路上防震锤及杆塔。 6)具备自锁能力，防止意外摔落。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统的组成示意图。 图2为本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统中线上执行系统的外部结构示 意图。 图3为本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统的组成框图。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统进行详 细说明。 如图1 一图3所示，本专利技术提供的架空电力线巡检机器人系统包括：线上执行系统 A、车载式便携基站B和地面数据管理中心C ;其中线上执行系统A包括：η型悬挂箱A1、摄 像头Α2、滚轮A3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种架空电力线巡检机器人系统，其特征在于：所述的架空电力线巡检机器人系统包括：线上执行系统(A)、车载式便携基站(B)和地面数据管理中心(C)；其中线上执行系统(A)包括：n型悬挂箱(A1)、摄像头(A2)、滚轮(A3)、防护伸缩轴(A4)以及控制驱动装置；其中：n型悬挂箱(A1)为n字形状的机壳，其中间的开口顶部设有滚轮(A3)，滚轮(A3)的下方设有防护伸缩轴(A4)；n型悬挂箱(A1)的内部安装有控制驱动装置；摄像头(A2)包括分别安装在n型悬挂箱(A1)上左右两个边柱下端的视觉传感器，即左摄像头(A21)和右摄像头(A22)，其分别与n型悬挂箱(A1)内部的控制驱动装置相连接；滚轮(A3)由前后排列的前滚轮(A31)和后滚轮(A32)组成；前滚轮(A31)和后滚轮(A32)均为主动滚轮，其与n型悬挂箱(A1)内部的控制驱动装置相连接，并能够在其控制下旋转，从而带动线上执行系统(A)在架空电力线(D1)行走；防护伸缩轴(A4)为一可伸缩杆，其一端与n型悬挂箱(A1)内部的控制驱动装置相连接，并能够在其控制下伸出或缩进；控制驱动装置包括：控制部(A5)和执行部(A6)；其中：控制部(A5)包括：主控制器(A51)、无线数据收发模块(A52)和锂电池组(A53)；主控制器(A51)为线上执行系统(A)的核心控制器，其分别与无线数据收发模块(A52)和左摄像头(A21)相连接，用于读取左摄像头(A21)所采集的图像信息，并通过无线数据收发模块(A52)与车载式便携基站(B)实现无线连接，同时主控制器(A51)通过无线数据收发模块(A52)接收远程遥控器(B1)的遥控指令；锂电池组(A53)为线上执行系统A的工作电源，其与主控制器(A51)连接，并与本系统中的各用电部件相连接；执行部(A6)包括：电机驱动模块(A61)、直流电机组(A62)、前置传感器(A63)和无线图像收发模块(A64)；其中：电机驱动模块(A61)为多路直流电机驱动电路，其分别与主控制器(A51)和直流电机组(A62)相连接，能够根据主控制器(A51)的指令控制直流电机组(A62)中的各直流电机工作；直流电机组(A62)由多个直流无刷电动机组成，其分别与前滚轮(A31)、后滚轮(A32)和防护伸缩轴(A4)相连接，并能够驱动前滚轮(A31、后滚轮(A32)和防护伸缩轴(A4)完成指定的动作；前置传感器(A63)为位置传感器，安装在n型悬挂箱(A1)一侧，并且与主控制器(A51)相连接，用于实时监测线上执行系统(A)的平衡位置；无线图像收发模块(A64)为无线数字通信模块，其与右摄像头(A22)相连接，并通过无线的方式与车载式便携基站(B)相连，用于将右摄像头(A22)所采集的图像信息传送给车载式便携基站(B)；车载式便携基站(B)为巡线机器人系统的地面跟随遥控和实时监控装置，其包括：远程遥控器(B1)和便携式视频终端(B2)；远程遥控器(B1)能够通过左摄像头(A21)采集的图像信息遥控线上执行系统(A)的动作；便携式视频终端(B2)用于接收无线数据收发模块(A52)发射的无线视频信息，便于工作人员实时监控架空电力线(D1)及线下通道状况，并能够将无线视频信息通过3G网络传送给地面数据管理中心(C)；地面数据管理中心(C)包括服务器(C2)和显示器(C1)；其中服务器(C2)与便携式视频终端(B2)通过3G网络相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郗来迎，万康，王金富，靳学岭，姜明席，李海瑞，陈振辉，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11